Qu’est-ce qu’un module LCD ?
Un module LCD est un panneau LCD, qui constitue un écran LCD, avec un pilote/contrôleur intégré pour l’affichage des images.
Ils sont relativement peu coûteux, minces et ont une faible consommation d’énergie, de sorte qu’ils sont incorporés dans une large gamme d’équipements électroniques. Outre les dispositifs intégrés, ils sont souvent utilisés comme composants dans l’ingénierie électronique.
Il existe deux principaux types de modules LCD : les modules LCD à caractères, spécialisés dans l’affichage de texte, et les modules LCD graphiques, qui peuvent également afficher des graphiques et des illustrations.
Utilisations des modules LCD
La gamme d’applications des modules LCD s’élargit de jour en jour et leurs utilisations sont illimitées.
1. Appareils portables
Dans les appareils portables tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables, le module LCD est un élément central de l’interface utilisateur. Il reçoit les données tactiles de l’utilisateur et affiche clairement les informations, ce qui améliore considérablement la convivialité de ces appareils.
2. Appareils ménagers
Les modules LCD sont utilisés pour l’affichage d’informations et le guidage opérationnel dans les appareils électroménagers tels que les téléviseurs, les réfrigérateurs, les climatiseurs et les machines à laver. Par exemple, dans les téléviseurs, ils sont utilisés pour afficher des images, tandis que dans les réfrigérateurs et les climatiseurs, ils sont utilisés pour afficher la température et les modes de réglage.
3. Équipements industriels
Les modules LCD sont également utilisés dans les panneaux de commande des équipements industriels, tels que les chaînes de production des usines, les machines agricoles et les engins de chantier. Ils fournissent à l’opérateur les informations nécessaires, permettant un fonctionnement plus sûr et plus efficace de l’équipement.
4. Équipements médicaux
Les modules LCD jouent également un rôle important dans le secteur médical. Ils sont utilisés dans les appareils qui surveillent les signes vitaux des patients, les échographes et les scanners IRM, etc. Ils fournissent visuellement les informations nécessaires au personnel médical.
5. Automobile
Dans les véhicules modernes, les compteurs analogiques traditionnels ont été numérisés et des modules LCD sont utilisés pour afficher des informations telles que la vitesse du véhicule, l’état du moteur et les informations de navigation.
Principe des modules LCD
Pour comprendre le fonctionnement des modules LCD, il faut d’abord connaître les propriétés des cristaux liquides. Les cristaux liquides sont des substances dont l’état se situe entre celui d’un solide et celui d’un liquide : ils peuvent changer d’orientation en fonction de la température et du champ électrique. Ces propriétés sont les principes fondamentaux des écrans à cristaux liquides.
1. Cristaux liquides
Certains cristaux liquides ont la capacité de modifier l’état de polarisation de la lumière, ce qui est utilisé par les écrans à cristaux liquides pour produire des images. Plus précisément, l’application d’une tension à la cellule à cristaux liquides, composée d’une couche de cristaux liquides et d’électrodes de part et d’autre, modifie l’orientation des cristaux liquides. Cela entraîne un changement dans la transmission de la lumière.
2. Module LCD
Le module LCD se compose d’une section d’affichage basée sur la cellule à cristaux liquides et de circuits électroniques qui la contrôlent. Le circuit électronique applique une tension à chaque cellule à cristaux liquides en réponse à un signal d’entrée et contrôle la transmission de la lumière de chaque cellule. Cela permet de créer une image complexe lorsqu’elle est visualisée dans son ensemble.
3. Affichage en couleur
Pour les écrans couleur, on combine généralement un rétroéclairage et des filtres de couleur pour les trois couleurs primaires rouge, vert et bleu. Chaque pixel se compose de trois cellules à cristaux liquides (correspondant respectivement au rouge, au vert et au bleu) et la transmittance de chaque cellule peut être contrôlée pour produire n’importe quelle couleur.
Types de modules LCD
Les modules LCD sont globalement classés en trois types en fonction de leur structure et de leur méthode d’assemblage. Ils sont appelés respectivement type COB, type COG et type COF et diffèrent par leurs caractéristiques et leurs domaines d’application.
Chacun des trois types est sélectionné en fonction de facteurs tels que les caractéristiques du produit, le domaine d’application et les coûts de production.
1. Type COB (anglais : Chip-On-Board)
Le type COB fait référence à un type dans lequel l’écran LCD et la puce IC sont montés sur la même carte de circuit imprimé. Toutes les fonctions peuvent être montées dans une seule unité mais ce type a l’inconvénient d’être généralement de grande taille.
2. Type COG (anglais : Chip-On-Glass)
Le type COG fait référence à un type dans lequel la puce IC est montée directement sur le substrat en verre. Cela permet d’obtenir des modules plus fins et plus petits dans l’ensemble. Toutefois, les composants passifs sont montés à l’extérieur.
3. Type COF (anglais : Chip-On-Film)
Le type COF fait référence à un type de module dans lequel la puce IC est montée sur un substrat de film flexible. Comme le type COG, le type COF peut être rendu plus fin et plus compact et peut également être appliqué à des surfaces incurvées.
Autres informations sur les modules LCD
1. Détails de la structure des écrans à cristaux liquides
Les principaux composants d’un écran à cristaux liquides (LCD) sont les filtres polarisants, les substrats en verre, les électrodes transparentes, les films d’alignement et les filtres de couleur.
- Filtre polarisant
Le filtre polarisant est situé sur la couche la plus externe de l’écran à cristaux liquides. Ces filtres sont chargés de ne laisser passer que la lumière dans une direction spécifique. Deux filtres polarisants sont utilisés dans la cellule LCD, la couche de cristaux liquides étant prise en sandwich entre les deux. - Substrat en verre
La cellule à cristaux liquides est composée de deux substrats en verre transparent. Les cristaux liquides sont scellés entre ces deux substrats. - Électrodes transparentes
Des électrodes transparentes sont déposées sur une face du substrat en verre. Elles servent à appliquer une tension à la couche de cristaux liquides. - Film d’alignement
Un film d’alignement est appliqué sur l’électrode transparente. Ce film sert à maintenir les cristaux liquides dans une certaine orientation (direction). - Filtres de couleur
Dans un écran LCD couleur, un filtre de couleur est placé sur l’une des faces du substrat de verre. Ces filtres correspondent aux trois couleurs primaires rouge, vert et bleu et déterminent la couleur de chaque pixel.
2. Méthode d’affichage du module LCD
Il existe trois méthodes d’affichage pour les modules LCD :
- La méthode des segments
Cette méthode affiche des chiffres en disposant des unités d’affichage allongées en forme de “chiffre 8”. - Méthode de la matrice de points (affichage de caractères)
Méthode dans laquelle les unités d’affichage sont disposées dans une matrice verticale et horizontale pour former des caractères. - Principe de la matrice de points (affichage graphique)
Méthode dans laquelle les unités d’affichage sont disposées dans une matrice verticale et horizontale pour dessiner des figures, etc.
Les affichages en couleur sont produits en appliquant un filtre de couleur RVB à chaque unité d’affichage et en les combinant pour produire une variété de couleurs.